Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

Тепло- и термостойкость





В процессах технологической переработки материалов, при изготовлении из них изделий, а также в условиях их эксплуатации материалы могут подвергаться воздействию повышенных температур. В зависимости от химической природы полимеров, из которых состоят волокна, и их надмолекулярной структуры, материалы по-разному реагируют на термические воздействия.

Для большинства твердых веществ высокомолекулярных соединений, из которых состоят волокна, характерно аморфно-кристаллическое строение. При таком строении области с высокой степенью упорядоченности молекул (кристаллические участки) чередуются с областями, отличающимися малой упорядоченностью структуры (аморфные участки).

Для участков с аморфным строением расположение молекул и их изогнутость зависят от соотношения между силами межмолекулярного взаимодействия и силами теплового движения молекул. При этом возможны следующие состояния вещества:

стеклообразное(или застеклованное), которое имеет место в том случае, если силы межмолекулярного взаимодействия превосходят силы теплового движения; вещество в таком состоянии отличается жесткостью и малой способностью к деформированию;

высокоэластическое, для которого характерна соизмеримость сил межмолекулярного взаимодействия и сил теплового движения; в этом состоянии имеется возможность изменить изогнутость и взаиморасположение макромолекул под действием внешней нагрузки, т. е. вещество проявляет способность к деформированию;

вязкотекучее, которое наблюдается в случае преобладания сил теплового движения молекул над силами межмолекулярного взаимодействия; в этом случае молекулы легко смещаются под действием внешних сил, а само вещество отличается очень высокой мягкостью и податливостью.

Переход из одного состояния в другое (например, из застеклованного в высокоэластическое) возможен благодаря а) увеличению энергии тепловых колебаний молекул, т. е. при повышении температуры вещества его нагреванием, и б) введению во внутреннее пространство полимера низкомолекулярных веществ, приводящих к ослаблению сил межмолекулярного взаимодействия; к таким веществам, называемым пластификаторами, относится прежде всего вода.



Температура, при которой наблюдается переход полимерного вещества из застеклованного состояния в высокоэластическое, называется температурой стеклования.

Температура, при которой происходит переход вещества из высокоэластического состояния в вязкотекучее, называется температурой плавления.

Сущность влажно-тепловых обработок материалов при изготовлении изделий, когда детали или его отдельные участки подвергаются оттяжке или сутюжке в целях изменения их формы и размера или глажению и прессованию при окончательных отделках, состоит в обеспечении податливости волокнистого материала внешним механическим воздействиям, что возможно, если вещество находится в высокоэластическом состоянии. То есть указанные технологические операции могут проводиться эффективно при температурах, превышающих температуру стеклования. Температура стеклования не является величиной постоянной для одного и того же волокнистого вещества. Чем больше в нем содержание пластификатора (воды), тем при более низкой температуре наблюдается переход из застеклованного состояния в высокоэластическое состояние. В табл.15 приведены данные о температуре стеклования в сухом и мокром состоянии и температуре плавления для различных видов полимеров.

 

Таблица 15 Термические характеристики волокнообразующих полимеров

Вид полимера Температура стеклования, оС Температура плавления, оС Температура разложения, оС
  в сухом состоянии в воде    
Целлюлоза 220–250 -(0–30) Разлагается 180–220
Триацетат целлюлозы 170–180 50–80 Разлагается 220–230
Полипропилен -(12–20) -(1–20) 160–175 350–380
Полиакрилонитрил 75–100 75–100 200–250
Поликапроамид 40–60 -(8–20) 215–250 300–350
Полиэтилентерефталат 80–100 80–100 250–265 300–350

 

При значительном повышении температуры энергия движения атомов и молекул может превысить энергию внутримолекулярных связей, тогда наступит процесс термической деструкции полимера, что приведет к необратимым изменениям в структуре и свойствах волокон и соответственно текстильных материалов. В последней графе табл.15 приведены данные о температуре разложения для представленных видов полимеров.

На теплостойкость материалов существенное влияние оказывают их толщина, пористость, характер поверхности. После длительного воздействия повышенных температур наблюдается изменение таких свойств, как прочность и жесткость. При соприкосновении материала с нагретой поверхностью в процессах утюжки, прессования и каландрирования интенсивному воздействию температуры подвергаются, прежде всего, волокна, находящиеся на поверхности. В сравнительно сухих материалах из-за малой теплопроводности может произойти значительный перегрев этих волокон, что приведет к их повреждениям – изменению цвета, опаливанию, снижению устойчивости материалов к истиранию.

Присутствие в материале влаги обеспечивает быстрое и равномерное прогревание всей его массы и снижает возможность повреждения отдельных волокон. Существенное влияние на теплостойкость материала оказывают длительность тепловой обработки и давление нагретой поверхности. С их увеличением снижается прочность материалов при разрыве и истирании. В этой связи разработка режимов влажно-тепловой обработки швейных изделий связана с установлением оптимального соотношения между температурой гладильной поверхности, временем обработки, давлением и начальной влажностью материалов.

Из изложенного следует, что если влажно-тепловая обработка должна проводиться при температуре выше температуры стеклования (т. е. в высокоэластическом состоянии материала), то для обеспечения сохранения материалами приданных им формы и размеров эксплуатация должна осуществляться при температурах ниже температуры стеклования (т. е. в застеклованном состоянии).

 




Рекомендуемые страницы:


Читайте также:
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...

©2015 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.003 сек.)